Тазобедренный сустав для протеза ноги - RU2222291C2

Чертежи

Показать все 7 чертежа(ей)

Описание

Изобретение касается тазобедренного сустава для протеза ноги, в котором его верхняя сторона снабжена присоединительными средствами для крепления на протезном коробе, нижняя сторона сустава выполнена с возможностью разъемного крепления на протезе ноги, а упор разгибания определяет исходную позицию тазобедренного сустава в положении разгибания.

Такая форма выполнения описана в патенте ЕР 0093867 В1. В этом известном тазобедренном суставе первый шарнирный элемент, свинченный с присоединительным средством, через вращательный шарнир соединен со вторым шарнирным элементом, предназначенным для соединения с протезом ноги, при этом вращательное движение второго шарнирного элемента ограничено упорами для стоячего и сидячего положения протеза ноги. Тазобедренный сустав выполнен одноосным и имеет соответственно только одну степень свободы, причем второй шарнирный элемент или соединенный с ним протез ноги может поворачиваться только в одной плоскости. В противоположность этому гораздо более сложное движение естественного тазобедренного сустава осуществляется в трех плоскостях.

Форма выполнения, сравнимая с описанным выше тазобедренным суставом, представлена также в патенте ЕР 0285328 B1.

В основу изобретения положена задача создания тазобедренного сустава вышеуказанной конструкции, который в большей степени соответствует естественному режиму движения, обеспечивая тем самым наиболее комфортабельный характер ходьбы.

Эта задача решается согласно изобретению в тазобедренном суставе ранее указанного типа с помощью признаков, приведенных в отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

Для оказания влияния на кинематику сочленений целесообразно, чтобы длина фронтального поводка или расстояние между первым и третьим шарнирным сочленением регулировались индивидуально для носителя протеза. За счет предварительной установки несколько большей длины фронтального поводка изменяются экзоротация и отведение в сторону. В измененном варианте может быть также предусмотрено выполнение фронтального поводка упругим в направлении тракции.

Исходя из положения разгибания (позиция 0^o) движение ноги назад представляет собой переразгибание (гиперэкстензию). Возникающая в процессе гиперэкстензии и сгибания ротация в трансверсальной и фронтальной плоскостях приближается к естественному движению бедра. При этом снижается нагрузка на протез ноги за счет торсионных моментов. Благодаря достигаемой вследствие этого более легкой походке уменьшается расход энергии при ходьбе. К тому же тазобедренный сустав, выполненный согласно изобретению, допускает удобную позицию при сидении.

Упор разгибания может быть выполнен твердым или упруго-эластичным. При этом положение разгибания может определяться длиной пружины, образующей упор разгибания. Если упор разгибания должен допускать гиперэкстензию, то его целесообразно выполнить в виде пружинного аккумулятора. Тогда нагружение пружинного аккумулятора, предварительно напряженного в случае необходимости, начинается в положении разгибания (позиция 0^o, если смотреть в сагиттальной плоскости) и увеличивается вплоть до максимального переразгибания; после сгибания в коленном суставе нагрузка на пружинный аккумулятор ослабляется и заканчивается при достижении положения разгибания (флексия 0^o). Таким образом, в упоре разгибания, выполненном в виде пружинного аккумулятора, при переразгибании накапливается энергия, которая вновь отдается в начале фазы маха и оказывается израсходованной при достижении положения разгибания (позиция 0^o).

Другие признаки изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы и в связи с другими преимуществами изобретения более подробно поясняются с помощью примеров выполнения.

Вариант выполнения изобретения, служащий в качестве примера, представлен на чертежах, на которых
фиг. 1 показывает в схематичном изображении левый протез ноги, соединенный через тазобедренный сустав с протезным коробом, вид спереди;
фиг. 2 - левый тазобедренный сустав в положении разгибания (позиция 0^o), сагиттальный вид;
фиг. 3 - тазобедренный сустав согласно фиг.2 при переразгибании на 10^o, сагиттальный вид;
фиг.4 - изображение согласно фиг.3, вид сзади;
фиг. 5 - тазобедренный сустав согласно фиг.2 при сгибании на 20^o, сагиттальный вид;
фиг.6 - изображение согласно фиг.5, вид сзади;
фиг. 7 - тазобедренный сустав согласно фиг.2 при сгибании на 90^o, сагиттальный вид;
фиг.8 - изображение согласно фиг.7, вид сзади.

Тазобедренный сустав, изображенный на фиг.2, содержит четыре шарнирных сочленения 1, 2, 3, 4 и имеет в целом одну степень свободы. Фронтальный поводок 5 и тыльный поводок 6 каждый своим верхним концом соответственно через первое и второе шарнирные сочленения 1, 2 шарнирно соединен с передним и задним участками верхнего поперечного поводка 7, а своим нижним концом соответственно через третье и четвертое шарнирные сочленения 3, 4 - с передним и задним участками нижнего поперечного поводка 8.

Верхний поперечный поводок 7 снабжен присоединительными средствами 9 для крепления на протезном коробе 11, а нижний поперечный поводок 8 оснащен переходным устройством 10 для разъемного крепления на протезе ноги 12 (см. также фиг.1).

Первое и третье шарнирные сочленения 1, 3 имеют в совокупности по меньшей мере пять степеней свободы и могут быть образованы каждый либо шаровым, либо карданным шарниром, причем в последнем случае требуется дополнительное поворотное соединение, предпочтительно образованное поворотным вокруг своей продольной оси фронтальным поводком 5, соединяющим оба карданных шарнира между собой. Возможно также сочетание шарового и карданного шарнира.

Второе шарнирное сочленение 2 образовано шарнирной осью, которая своей осью вращения 2а приблизительно перпендикулярна сагиттальной плоскости и имеет одну степень свободы.

Четвертое шарнирное сочленение 4 имеет медиолатерально и спереди назад наклоненную ось вращения 4а с одной степенью свободы, за счет чего поворот нижнего поперечного поводка 8 относительно этой оси вращения 4а по часовой стрелке вызывает экзоповорот присоединенного протеза ноги 12 с направленным наружу отведением в сторону, тогда как поворот против часовой стрелки приводит к эндоповороту и приведению (аддукции). Итак, если смотреть фронтально, латеральный конец оси вращения 4а лежит выше, чем медиальный конец, причем при фронтальном взгляде этот наклон составляет около 17,5^o. Указанный наклон влияет главным образом на экзо- и эндоротацию. Если смотреть сверху, латеральный конец оси вращения 4а лежит дальше во фронтальную сторону, медиальный же конец - дальше назад, причем этот перекос предпочтительно составляет около 17^o и в основном влияет на отведение и приведение. При нормальной ходьбе такая форма выполнения приводит к максимальной экзоротации протеза ноги, равной примерно 10^o, и к максимальному отведению в сторону, составляющему примерно 5^o. При этом тазобедренный сустав во время его разгибания приводит к уменьшению отведения, вследствие чего стопа устанавливается более плотно под центр тяжести тела.

В представленном на фиг.2 изображении поворот нижнего поперечного поводка 8 относительно оси вращения 4а по часовой стрелке вызывает флексию протеза ноги 12. Если после определенной флексии дальнейший поворот по часовой стрелке больше не возможен, направление поворота меняется на противоположное и он, следовательно, происходит при дальнейшей флексии против часовой стрелки. В результате уменьшается экзоповорот и отведение в сторону, благодаря чему достигается нормальная позиция при сидении. Иными словами, поворот тыльного поводка 6 вокруг оси вращения 4а против часовой стрелки приводит к увеличению угла между тыльным поводком 6 и нижним поперечным поводком 8. Этот угол достигает максимума и затем снова уменьшается. После дальнейшего увеличения угла флексии всего тазобедренного сустава угол, заключенный между тыльным поводком 6 и нижним поперечным поводком 8, вновь приблизительно достигает своего исходного значения, что примерно соответствует позиции при сидении, в которой протез ноги имеет незначительное отведение и экзоротацию.

В тазобедренном суставе, показанном на фиг.2, виден также упор разгибания 13, определяющий исходную позицию тазобедренного сустава при 0^o, то есть положение разгибания.

Дополнительно может предусматриваться еще один упор, ограничивающий фазу маха. Кроме того, тазобедренный сустав может быть оснащен амортизацией.

Реферат

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при протезировании инвалидов. Тазобедренный сустав содержит фронтальный и тыльный поводки, каждый своим верхним участком соответственно через первое и второе шарнирные сочленения шарнирно соединен с передним и задним участками верхнего поперечного поводка, а своим нижним участком соответственно через третье и четвертое шарнирные сочленения - с передним и задним участками нижнего поперечного поводка. Первое и третье шарнирные сочленения имеют в совокупности, по меньшей мере, пять степеней свободы. Второе шарнирное сочленение представляет собой шарнирную ось, которая своей осью вращения приблизительно перпендикулярна сагиттальной плоскости и имеет одну степень свободы. Четвертое шарнирное сочленение имеет медиолатерально и спереди назад наклоненную ось вращения с одной степенью свободы, в результате чего поворот относительно оси вращения второго шарнирного сочленения вызывает экзо(эндо)поворот и отведение (приведение) нижнего поперечного поводка. Технический результат заключается в обеспечении естественного движения при ходьбе. 9 з.п. ф-лы, 8 ил.

Формула